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一种镍基单晶高温合金的高温度梯度定向凝固组织及枝晶偏析
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:《金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG142[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安710072, [2]中国科学院金属研究所,沈阳110016
  • 相关基金:国家自然科学基金项目50771081和50827102; 国家高技术研究发展计划项目2007AA03Z552资助
中文摘要:

采用双区加热和液态金属冷却法(LMC)相结合,对一种含4%Re(质量分数)的镍基单晶高温合金进行了高温度梯度定向凝固。结果表明:与传统的"高速凝固法(HRS)"(温度梯度G=20—40 K/cm,抽拉速率V=50—100μm/s,一次枝晶间距λ_1=200—400μm)相比,该技术可以显著提高凝固界面前沿的温度梯度(G=238 K/cm)和抽拉速率(V=500μm/s)。随着抽拉速率的提高,凝固界面形态呈现出平面、胞状、粗大枝晶和细枝晶形态,一次枝晶间距不断减小,通过固态相变析出的γ′强化相也被显著细化,当G=238 K/cm,V=500μm/s时,λ_1和枝晶干γ′相平均尺寸分别减小到61.3和0.04μm。电子探针测定表明,随着抽拉速率的提高,枝晶偏析呈现先增大后减小的趋势。这是高温度梯度条件下,固相反扩散作用强烈影响元素在枝晶中分布的结果。

英文摘要:

In order to understand the effect of high thermal gradient on the microsegregation of refractory elements in Ni-based superalloys,a Ni-based single crystal superalloy containing 4% Re(mass fraction) was prepared by dual heating zone melting and liquid-metal cooling(LMC) directional solidification technique.Comparing with the traditional high rate solidification(HRS) method with thermal gradient G=20—40 K/cm,withdrawal rate V=50—100μm/s and primary dendritic arm spacingλ_1=200—400μm,this technique can significantly increase the thermal gradient(up to 238 K/cm) and withdrawal rates(up to 500μm/s).Planar-like and cellular-like solid-liquid interfaces,coarse dendrite and fine dendrite were sequentially obtained with increasing withdrawal rates.Under the condition of G=238 K/cm and V=500μm/s,the primary dendritic arm spacingλ_1 and the mean size ofγ' precipitates(in dendrite core) obviously decreased to 61.3 and 0.04μm,respectively.In addition,the microsegregation increased initially and then decreased with increasing withdrawal rate,especially for the microsegregations of W and Re.EPMA line scan indicated that solid-back diffusion has an obvious influence on the microsegregation for the fine dendrite structure under high thermal gradient directional solidification.

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期刊信息
  • 《金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编:柯俊
  • 地址:沈阳文化路72号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:shxiao@imr.ac.cn
  • 电话:024-23971286
  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
  • 获奖情况:
  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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